Одновременная нитрификация-денитрификация
Одновременная нитрификация-денитрификация (СНдН) – это процесс очистки сточных вод . Микробная одновременная нитрификация - денитрификация представляет собой преобразование иона аммония в газообразный азот в одном биореакторе . Процесс зависит от характеристик хлопьев, кинетики реакции, массовой загрузки легко биоразлагаемой химической потребности в кислороде {rbCOD} и концентрации растворенного кислорода {DO}. [ 1 ]
Микробиология
[ редактировать ]Окисление . аммония до газообразного азота было достигнуто с помощью процессов очистки сточных вод с присоединенным ростом и суспензионным ростом Наиболее распространенными бактериями, ответственными за двухэтапное превращение, являются автотрофные организмы Nitrosomonas и Nitrobacter , а также множество различных гетеротрофов. Первые получают энергию за счет окисления аммиака , получают углерод из CO 2 и используют кислород в качестве акцептора электронов . Их называют автотрофными из-за источника углерода и аэробами из-за аэробной среды. Гетеротрофные организмы ответственны за денитрификацию или восстановление нитратов NO 3 . − , в газообразный азот, N 2 . Они используют углерод из сложных органических соединений, предпочитают растворенный кислород с низким или нулевым содержанием растворенного кислорода и используют нитрат в качестве акцептора электронов. [ нужна ссылка ]
Системный дизайн
[ редактировать ]В наиболее распространенной конструкции используются два разных бассейна: один предназначен для автотрофных бактерий, а второй - для гетеротрофных бактерий. Однако СНдН размещает и то, и другое в одном бассейне со строгим контролем DO. Это было сделано с помощью двух распространенных подходов. Один из них заключается в создании кислородного градиента путем добавления кислорода в одном месте бассейна. Вблизи точки ввода O2 поддерживается высокая концентрация DO, позволяющая осуществлять нитрификацию и окисление других органических соединений . Кислород является акцептором электронов и обеднен. Уровень растворенного кислорода в локализованных средах снижается с увеличением расстояния от точки инъекции. В этих местах с низким содержанием DO гетеротрофные бактерии завершают удаление азота. Процесс Орбала — это технология, которая сегодня применяется на практике с использованием этого метода. Другой метод заключается в создании кислородного градиента внутри биофлока. Концентрация DO остается высокой во внешних кольцах хлопьев, где происходит нитрификация, но низкой во внутренних кольцах хлопьев, где происходит денитрификация. Этот метод зависит от размера и характеристик хлопьев; однако борьба с хлопьями недостаточно изучена и является активной областью исследований. [ 2 ]
Как правило, SNdN имеет более низкие показатели использования аммиака и нитратов по сравнению с конструкциями с отдельными бассейнами, поскольку только часть общей биомассы участвует либо в стадиях нитрификации, либо в денитрификации. Ограничение SNdN из-за частичной активной биомассы привело к исследованиям новых бактерий и конструкций систем. [ 3 ] Хуанг добился значительного удаления аммиака в процессе прикрепленного роста с реснитчатыми колонками, заполненными гранулированной серой , где денитрифицирующие бактерии использовали серу в качестве донора электронов , а нитрат - в качестве акцептора электронов. Другой хорошо известный путь — через автотрофные денитрифицирующие бактерии в процессе, называемом процессом Анаммокс. [ 1 ] Обычно его используют для сточных вод с высоким содержанием аммиака. [ нужна ссылка ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Чобаноглу, 2003 г.
- ^ Нильсон, 2004 г.
- ^ Хван, 2005 г.
Ссылки
[ редактировать ]- Чу, Ин-июнь; Ким, Чанг-Гюн; Хван, Ён Ву (2005). «Одновременная нитрификация/денитрификация в одном реакторе с использованием ресничных колонок, наполненных гранулированной серой» . Журнал исследований качества воды . 40 : 91–96. дои : 10.2166/wqrj.2005.008 .
- Нильсен, Дж.Л.; Томсен, ТР; Нильсен, PH (2004). «Бактериальный состав активного ила – значение для свойств хлопьев и ила» . Водные науки и технологии . 49 (10): 51–58. дои : 10.2166/wst.2004.0606 . ПМИД 15259937 .
- Чобаноглус, Джордж; Бертон, Франклин Луи; Дэвид Стенсель, Х. (2003). Технология очистки сточных вод: очистка и повторное использование (4-е изд.). Нью-Йорк: Образование Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-041878-3 .